Как рассчитать изменение энтропии для неквазистатического процесса?

Я понимаю, что энтропия — это функция состояния, но изменение энтропии на самом деле зависит от процесса от а до б. Я понимаю вывод энтропии, где

С 2 − С 1 "=" Н с в п ⁡ Т 2 Т 1 + Н р п ⁡ В 2 В 1
но для этого требуется, чтобы процесс был квазистатическим. Существует ли форма этого уравнения, применимая к неквазистатическим процессам?

Упомянутое вами уравнение можно использовать между любыми двумя состояниями равновесия идеального газа, даже если процесс между этими состояниями не был квазистатическим. Примером может служить свободное расширение газа.

Ответы (2)

РЕЦЕПТ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТРОПИИ НЕОБРАТИМОГО ПРОЦЕССА

  1. Примените первый закон термодинамики к необратимому процессу, чтобы определить конечное состояние термодинамического равновесия системы.

  2. Полностью забудьте о фактическом необратимом процессе (он больше не нужен) и вместо этого сосредоточьтесь исключительно на начальном и конечном состояниях термодинамического равновесия. Это самый важный шаг.

  3. Разработайте обратимый путь между одними и теми же двумя состояниями термодинамического равновесия (конечными точками). Этот обратимый путь не должен иметь никакого сходства с действительным необратимым путем процесса. Например, даже если реальный необратимый процесс является адиабатическим, обратимый путь, который вы изобретаете, не обязательно должен быть адиабатическим. Вы даже можете отделить различные части системы друг от друга и подвергнуть каждую из них разным обратимым путям, пока все они не окажутся в своих правильных конечных состояниях. Кроме того, существует бесконечное количество обратимых путей процесса, которые могут привести вас из начального состояния в конечное, и все они будут давать точно такое же значение изменения энтропии. Поэтому постарайтесь разработать путь, с которым легко работать (т. е. для которого легко применить шаг 4).

  4. Для выбранного обратимого пути оцените интеграл dq/T от начального состояния до конечного состояния, где dq — приращение количества тепла, добавляемого в систему вдоль последовательности изменений, составляющих обратимый путь. Это будет ваше изменение энтропии S. То есть, Δ С "=" ∫ д д р е в Т , где нижний индекс rev относится к обратимому пути.

НЕСКОЛЬКО РАБОЧИХ ПРИМЕРОВ ПРИМЕНЕНИЯ ЭТОЙ ПРОЦЕДУРЫ К КОНКРЕТНЫМ НЕОБРАТИВНЫМ ПРОЦЕССАМ СМОТРИТЕ ПО СЛЕДУЮЩЕЙ ССЫЛКЕ: https://www.physicsforums.com/insights/grandpa-chets-entropy-recipe/

Для общих неравновесных процессов такой зависимости не существует, так как конечная энтропия может колебаться при повторении процесса. Иными словами, каждый раз, когда вы проводите эксперимент, вы можете обмениваться с нагревателем разным количеством энтропии, поэтому конечная энтропия может не совпадать.

Эквивалентным понятием в неравновесной термодинамике являются различные теоремы о флуктуациях, одним из примеров которых является теорема о флуктуациях Крукса , а следствием этого является равенство Яржинского .

Возьмем, к примеру, свободное расширение газа. Это неквазистатический процесс, каждое состояние не находится в равновесии с предыдущим состоянием. Δ С упомянутый @Dragonbeast все еще можно использовать в таком случае.
Тем не менее уравнение неприменимо к общим неравновесным процессам.
Если начальное и конечное состояния идеального газа являются состояниями термодинамического равновесия, а масса газа постоянна, уравнение, написанное ОП, не зависит от пути процесса и действительно применимо к общим неравновесным процессам. Энтропия является функцией состояния и зависит только от двух конечных точек. Я поддерживаю комментарий @Drew.
Я не верю, что было сказано что-то противное! Но ОП не сказал, что конечное и конечное состояния являются состояниями равновесия, поэтому я не предполагал, что это так.
Как рассчитать изменение энтропии для неквазистатического процесса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v